Ein hydraulischer Aufzug ist eine Maschine, die unter Druck stehende Flüssigkeit auf engstem Raum verwendet, um Druck zu übertragen. Der Druck der Flüssigkeit wird unvermindert von einem Ende des Hydrauliksystems zum anderen übertragen – so kann die Kraft durch die Übertragung von einem kleineren Kolben auf einen größeren erhöht werden. Das Prinzip der Hydraulik kommt in vielen Systemen zum Einsatz und findet sich in so unterschiedlichen Maschinen wie Autobremsen und dem menschlichen Kreislauf wieder.
Mit einer einfachen Demonstration können Sie das Grundprinzip der Hydraulik veranschaulichen. Ein Prinzip der Hydraulik besteht darin, dass eine Flüssigkeit immer versucht, horizontal zu bleiben – mit der Flüssigkeitsoberfläche parallel zum Horizont. Sie können dies einfach demonstrieren, indem Sie ein Glas halb voll mit Wasser füllen. Kippen Sie nun das Glas hin und her. Die Oberfläche bleibt eben. Das ist die Idee hinter einem Schiffskompass, der auf einer Flüssigkeit schwimmt und somit immer stabil bleibt.
Dieses Experiment zeigt, wie Druck in einem Hydrauliksystem funktioniert und dass Flüssigkeit nicht über einen bestimmten Punkt hinaus komprimiert werden kann. Stecke ein Ende eines dicken Trinkhalms in eine 2,5 cm lange Kartoffelscheibe. Ziehen Sie den Strohhalm heraus und lassen Sie einen Kartoffelpfropfen im Strohhalm. Verwenden Sie einen Spieß, um den Kartoffelstopfen in die Mitte des Strohhalms zu stecken. Fülle den Strohhalm mit Wasser und drücke den Strohhalm in ein anderes Stück Kartoffel, um einen zweiten Stöpsel herzustellen, der das Wasser zwischen den Kartoffelstöpseln einschließt. Verwenden Sie den Spieß, um den neuen Kartoffelstecker aufzuschieben. Sie werden feststellen, dass sich auch der andere Stecker bewegt. Das eingeschlossene Wasser lässt sich nicht weiter verdichten und drückt gegen den Kartoffelkolben.
Hydraulikheber werden zum Heben sehr schwerer Gegenstände verwendet. Sie können ganz einfach ein Modell eines hydraulischen Wagenhebers bauen. Klebe eine Plastiktüte über das Ende eines Plastikschlauchs, um eine luftdichte Versiegelung zu machen. Kleben Sie einen Plastiktrichter an das andere Ende des Röhrchens. Legen Sie die Plastiktüte flach auf einen Tisch oder eine andere Oberfläche und legen Sie ein Buch darauf. Halten Sie den Trichter so hoch, dass er höher als der Beutel ist, und gießen Sie langsam Wasser hinein. Der Beutel füllt sich mit Wasser und hebt das Buch an.
Demonstrieren Sie den hydraulischen Druck, der in hydraulischen Aufzügen verwendet wird, mit zwei Spritzen mit stumpfer Spitze – wie sie beim Kochen verwendet werden. Schließen Sie ein kurzes Stück Plastikschlauch (etwa 2 bis 3 Zoll lang) an eine Spritze an. Füllen Sie die andere Spritze mit Wasser oder Pflanzenöl und befestigen Sie sie am anderen Ende des Schlauchs. Wenn Sie den Kolben der wassergefüllten Spritze nach unten drücken, fließt das Wasser in die andere Spritze und drückt deren Kolben um den gleichen Betrag nach oben. Wiederholen Sie dies mit einer Spritze, die größer als die andere ist. Sie werden sehen, dass sich das Bewegungsverhältnis ändert – der kleinere Kolben bewegt sich bei gleichem Wasservolumen weiter als der große.